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生成科研示意图、教学插图、技术架构图等概念性图像,覆盖生物医学、化学、物理、工程、数学 6 大学科。

Обзор

生成科研示意图、教学插图、技术架构图等概念性图像,覆盖生物医学、化学、物理、工程、数学 6 大学科。

README

stem-illustration

面向 STEM(科学、技术、工程、数学)领域的 AI 图像生成 Skill。

生成科研示意图、教学插图、技术架构图等概念性图像,覆盖生物医学、化学、物理、工程、数学 6 大学科。

功能特性

  • 24 个场景模板:信号通路、实验流程、细胞结构、概念信息图、学术海报、机制图、质粒图、机器学习架构等
  • 6 大学科适配:生命科学/医学/化学/物理/工程/数学
  • 4 种风格变体:academic / textbook / infographic / 3d-render
  • 统一生图脚本:自动兼容 OpenAI 同步 API 和 apimart.ai 异步 API
  • 学术诚信保护:禁止用 AI 生成真实实验数据图

实际应用场景

下面展示 13 张实际生成的样例(按学科分组),覆盖 24 个场景模板中的 9 个。

数学(严格证明)

图 模板 说明
math-concept(代码生成) 加菲尔德 1876 勾股定理证明(matplotlib 严格版,数学验证 diff=0)。AI 生图无法保证几何严格性,本图用 scripts/generate_geometry.py 生成

生命科学

图 模板 说明
signaling-pathway MAPK-ERK 信号通路(生物化学),3:4 垂直
experimental-workflow 有丝分裂 6 阶段(Nature 期刊风),16:9
experimental-workflow Mitosis(M 期)— 详细英文版,含 Cytokinesis 和 6 阶段要点

化学

图 模板 说明
chemistry-structure 阿司匹林合成。⚠️ 反应路径有化学错误(苯酚→苯酚钠→阿司匹林不是真实反应),仅作"AI 生图可能渲染错误反应路径"的反面教材

工程

图 模板 说明
machine-mechanism 直列 3 缸发动机剖视图。3 活塞 120° 相位差 + 配气机构 + 油底壳

物理(浮力 4 主题)

图 模板 说明
physics-schematic 阿基米德原理:F_浮 = G_排 = ρ_液·g·V_排,公式精准
physics-schematic 浮沉条件:FLOATING / SUSPENDED / SINKING 3 状态对比
physics-schematic 轮船为什么能浮:实心铁块 vs 空心铁船,平均密度对比
physics-schematic 煮饺子时饺子先沉后浮 4 阶段:20°C→60°C→80°C→100°C,ρ 从 1.20→1.07→1.00→0.86 g/cm³

目录结构

stem-illustration/
├── SKILL.md                         # Skill 核心规则
├── README.md                        # 本文件
├── .env.example                     # 环境变量模板
├── .gitignore
├── scripts/
│   └── generate_image.py            # 复用自 ecom-details-image
└── references/
    └── templates/                   # 24 个场景模板
        ├── 01-signaling-pathway.json
        ├── 02-experimental-workflow.json
        ├── 03-cell-structure.json
        ├── 04-data-infographic.json
        ├── 05-academic-poster.json
        ├── 06-concept-infographic.json
        ├── 07-timeline.json
        ├── 08-comparison-matrix.json
        ├── 09-cross-section.json
        ├── 10-hub-spoke.json
        ├── 11-hierarchical-tree.json
        ├── 12-cyclic-flow.json
        ├── 13-multi-panel-figure.json
        ├── 14-plasmid-map.json
        ├── 15-machine-mechanism.json
        ├── 16-physics-schematic.json
        ├── 17-chemistry-structure.json
        ├── 18-math-concept.json
        ├── 19-graphical-abstract.json
        ├── 20-lab-safety.json
        ├── 21-educational-poster.json
        ├── 22-step-by-step.json
        ├── 23-architecture-diagram.json
        └── 24-bilingual-diagram.json

快速开始

1. 配置环境变量

cp .env.example .env
# 编辑 .env,填入 IMG_BASE_URL / IMG_MODEL / IMG_API_KEY

2. 直接生图

# 异步模式(apimart.ai 推荐)
python scripts/generate_image.py --prompt-file ./prompt.txt --size 3:4 --resolution 2k

# 同步模式(OpenAI 兼容)
python scripts/generate_image.py --prompt "..." --size 1024x1536 --quality high

3. 作为 Skill 加载

将本目录放到 LLM Agent 的 skills 目录下,Agent 会自动按 SKILL.md 规则工作:

  • 收集最小输入(学科/图表类型/受众/术语/尺寸/语言)
  • 匹配场景模板
  • 输出视觉简报(含可执行 Prompt)
  • 用户确认后调用 generate_image.py

24 个模板速查

触发词 模板 场景
信号通路, pathway, 机制图 01 信号通路/分子机制图
实验流程, workflow, 技术路线 02 实验流程/技术路线图
细胞结构, 解剖图, organelle 03 细胞/解剖结构图
数据信息图, data infographic 04 数据可视化信息图
学术海报, conference poster 05 双语学术海报
概念图, concept infographic 06 概念教育信息图
时间线, timeline, 科学史 07 科学史时间线
对比, 比较, comparison 08 对比矩阵
截面, 剖视, cross-section 09 截面/剖视图
中心辐射, hub spoke, 思维导图 10 中心辐射图
层级树, 分类树, taxonomy 11 层级树/分类树
循环, cycle, 水循环 12 循环流程图
多子图, multi-panel, figure 1 13 多子图组合
质粒, plasmid, 载体 14 质粒图/分子结构图
机械, 装置, 爆炸图 15 机械/工程示意图
物理, 力学, 电路, schematic 16 物理原理示意图
化学, 反应, 分子, synthesis 17 化学结构/反应机理
数学, 几何, 函数, math 18 数学概念可视化
图文摘要, graphical abstract 19 论文图文摘要
实验室安全, lab safety 20 实验室安全/操作规范
教学海报, classroom poster 21 教学海报
步骤, step by step, protocol 22 步骤说明图
架构图, 神经网络, architecture 23 系统/算法架构图
双语, 中英对照, bilingual 24 中英双语通用图

推荐尺寸

用途 比例 分辨率
期刊单栏图 4:3 2K
期刊双栏图 16:9 2K
垂直机制图(信号通路/树) 3:4 2K
学术海报(A0/A1) 2:3 2K
PPT/幻灯片插图 16:9 2K
正方形示意图 1:1 2K
长流程横幅 21:9 2K

STEM Prompt 铁律(10 条)

  1. 颜色用 hex 码(#10b981、#ef4444、#3b82f6)
  2. 方向显式声明(top-to-bottom、left-to-right、clockwise)
  3. 字体明确指定(中文 SimHei/Microsoft YaHei;英文 Arial/Helvetica)
  4. 术语标准化(用 MAPK/ERK,不用"细胞信号")
  5. 分辨率和比例(期刊图 4K,PPT 2K)
  6. 否定清单(禁止虚构数据/认证/相互作用)
  7. 标注规范(激活实线、抑制虚线 T 型、磷酸化红圈 P)
  8. 中英混排(线粒体 (Mitochondria))
  9. 多子图编号(A/B/C/D 加粗左上角)
  10. 期刊合规(禁止 AI 生成真实实验数据图)

详见 SKILL.md。

使用示例

示例 1:生成一张 MAPK 信号通路图

用户输入:

帮我做一张 MAPK-ERK 信号通路图,期刊风格,垂直方向。

Agent 响应:

  1. 匹配模板 01-signaling-pathway.json,变体 academic
  2. 套用学科提示(生命科学)
  3. 应用铁律 + 9 段 Prompt 结构
  4. 输出视觉简报 + 完整 Prompt
  5. 用户确认后调用:
    python scripts/generate_image.py --prompt-file ./prompt.txt --size 3:4 --resolution 2k
    

示例 2:生成整套论文 Figure

用户输入:

论文有 6 个子图(Figure 1A-F),需要做一套风格统一的期刊图。

Agent 响应:

  1. 匹配 13-multi-panel-figure.json 或分别匹配各子图模板
  2. 强制应用 Campaign Style Lock(统一色板、字体、线宽、标注框)
  3. 为每个子图分配不同角度/景别避免重复
  4. 批量生图,确保风格一致

学术诚信

✅ 允许:概念示意图、机制图、流程图、架构图、教学插图、海报

❌ 禁止(AI 不能做的事):

  • 生成真实实验数据的统计图(散点/柱状/线图)→ 用 GraphPad/Origin/Python matplotlib
  • 虚构 Western blot 条带、PCR 凝胶图、显微镜图像
  • 虚构蛋白质相互作用、通路分支
  • 虚构化学反应机理、电子转移方向

与 ecom-details-image 的关系

  • 复用:scripts/generate_image.py(统一 OpenAI/apimart 接口)
  • 扩展:24 个 STEM 场景模板、6 学科适配、学术诚信规则、Campaign Style Lock
  • 差异:比电商图更严格(术语准确、方向正确、期刊合规、不可虚构)

License

参考父项目。

感谢佬友 : https://linux.do

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Установка

npx skillfish add liangdabiao/stem-illustration-skill